基于人工智能的大學(xué)生課堂行為分析及管理策略模型研究

羅旭東 劉嘯嵐 文曉浩

（1、廣西師范大學(xué)職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院，廣西 桂林 541000）

（2、衡水學(xué)院，河北 衡水 053000）

一、大學(xué)生課堂不良行為的普遍性與課堂教學(xué)管理改革創(chuàng)新的必要性

大學(xué)課堂不良行為在各個(gè)高校普遍出現(xiàn),嚴(yán)重影響學(xué)生教學(xué)質(zhì)量。目前，大學(xué)生課堂不良行為主要有遲到、曠課、早退、進(jìn)食、睡覺、玩手機(jī)、制造課桌文化、隨意插話打斷老師講課等。這些課堂不良行為會(huì)產(chǎn)生以下負(fù)面影響：（一）學(xué)生自身的學(xué)習(xí)效果差；（二）學(xué)生之間及師生之間的感情淡；（三）班級(jí)的學(xué)習(xí)氛圍不濃；（四）教師教學(xué)的質(zhì)量低。在教學(xué)改革的大背景下，課堂行為直接影響著課堂教學(xué)的結(jié)果。對(duì)學(xué)生課堂不良行為的監(jiān)控與研究，是對(duì)課堂進(jìn)行常態(tài)研究的必要補(bǔ)充，唯有推進(jìn)課堂教學(xué)管理的改革創(chuàng)新，才能切實(shí)減少大學(xué)生課堂中的不良行為。

二、人工智能精準(zhǔn)分析學(xué)生課堂行為是大學(xué)課堂教學(xué)管理改革創(chuàng)新的必然趨勢(shì)

人工智能充分利用大數(shù)據(jù)分析和智能化的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，不僅可以精準(zhǔn)分析學(xué)生課堂行為，還能搭建實(shí)時(shí)的學(xué)生課堂行為信息共享平臺(tái)，從而為教師課堂教學(xué)管理改革創(chuàng)新提供有針對(duì)性和可操作性的思路和策略。智慧課堂的出現(xiàn)和發(fā)展將通過(guò)人工智能獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，捕捉學(xué)生課堂行為，并進(jìn)行充分的分析，為教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、授課方式、實(shí)時(shí)跟蹤課堂情況提供有力支撐。

三、大學(xué)生課堂行為分析及教學(xué)管理策略研究及關(guān)鍵步驟

通過(guò)借助人工智能的相關(guān)技術(shù)采集、捕獲、探知一些學(xué)生在上課過(guò)程中得表現(xiàn)出課堂行為的結(jié)構(gòu)、非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，包括通過(guò)視頻監(jiān)控獲取學(xué)生課堂情況視頻信息，通過(guò)語(yǔ)音監(jiān)控系統(tǒng)獲取到學(xué)生課堂情況音頻信息。通過(guò)深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析、挖掘，識(shí)別出學(xué)生的課堂行為等，進(jìn)而可以進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，提出課堂教學(xué)管理改革的新路徑和新對(duì)策。關(guān)鍵步驟如下：

（一）教學(xué)過(guò)程中的數(shù)據(jù)及其獲取和收集。在教學(xué)過(guò)程中，借助人工智能的技術(shù)，可以采取攝像、穿戴傳感設(shè)備、錄音等方式，采集和捕獲學(xué)習(xí)者的行為，這部分的數(shù)據(jù)的采集需要對(duì)現(xiàn)有的人工智能的設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)和改制，使其能夠捕捉到適用于分析的內(nèi)容。

（二）學(xué)生課堂行為的識(shí)別。在復(fù)雜的課堂環(huán)境中通過(guò)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集設(shè)備獲取到每位同學(xué)的行為信息。選擇合適人工智能算法和框架處理多目標(biāo)跟蹤過(guò)程中的遮擋、低分辨等問題，提高多目標(biāo)行為識(shí)別的準(zhǔn)確性。

（三）深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的采集。對(duì)于深度學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)模型的準(zhǔn)確率除了由模型和框架決定，更重要的因素是訓(xùn)練樣本的規(guī)模及樣本的有效性。為了使模型對(duì)課堂行為識(shí)別更準(zhǔn)。我們需要提前采集大量學(xué)生的行為數(shù)據(jù)，并標(biāo)記。

（四）課堂行為的分析數(shù)據(jù)用于課堂教學(xué)管理。在獲取眾多海量課堂行為數(shù)據(jù)之后，建立學(xué)生課堂表現(xiàn)評(píng)價(jià)體系模型，將評(píng)價(jià)情況實(shí)時(shí)反饋給教師，教師可以通過(guò)反饋情況實(shí)時(shí)調(diào)整，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，從而對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提高提供幫助。至于評(píng)價(jià)哪些維度，用什么指標(biāo)來(lái)表征維度。是建立學(xué)生課堂表現(xiàn)評(píng)價(jià)體系模型的關(guān)鍵，學(xué)生課堂表現(xiàn)評(píng)價(jià)體系模型構(gòu)建是本研究項(xiàng)目的關(guān)鍵所在。

四、總結(jié)

本文建立以人工智能背景下學(xué)生課堂行為分析及教學(xué)管理策略模型，該領(lǐng)域前人研究不足，具有創(chuàng)新性。在新時(shí)代人工智能的推動(dòng)下，基于人工智能的學(xué)生課堂行為分析及教學(xué)管理策略研究必將是高校課程改革不可改變和規(guī)避的大趨勢(shì)，充分利用國(guó)家關(guān)于人工智能建設(shè)發(fā)展的政策，發(fā)揮高校自身特色，打造大學(xué)生課堂行為分析系統(tǒng)，構(gòu)建自身的數(shù)據(jù)共享中心，對(duì)學(xué)校高水平本科教育有著深遠(yuǎn)意義。